图片来源:ARND JUNGHANS |
中微子是一种不带电荷、几乎没有质量且极少与物质相互作用的亚原子粒子,事实证明,对它们的研究极其困难。三十多年来,对这种难以捉摸的粒子的计数努力,其结果都不到太阳被认为产生数量的一半。物理学家们最终在去年解决了所谓的太阳中微子问题,揭示了中微子在从太阳到地球的旅程中,会从一种“味”变成另一种。事实证明,各种“味”的总量大约等于预测的数量。解决了这个难题之后,研究人员将注意力转向了完善他们的一些计算。《物理评论快报》杂志当前一期报告的发现代表了这方面取得的进展。
科学家们根据太阳的温度;铍、氢、氦和其他用作燃料的元素的含量;以及这些物质相互结合的速率,估算了太阳产生中微子的速率。华盛顿大学的库尔特·斯诺弗和他的同事指出,在这些测量的反应速率中,最不确定的是描述铍-7和氢之间聚变的速率。为了减少这种不确定性——从而微调预测的太阳中微子产生率——该团队进行了一项实验。他们使用粒子加速器,用质子(氢原子的核)轰击一块铍-7。这导致铍转变为硼-8,随后迅速发生中微子发射。(实验装置如右图所示。)
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根据新的结果,该团队得出结论,产生太阳中微子的聚变率比之前认为的要高 17%。斯诺弗在谈到这一发现时说:“这有助于我们更好地理解这些改变特性的中微子之间质量以及其他属性的差异。当您试图弄清楚中微子的属性时,这些因素就像汤锅里的食材一样被考虑进去。”